Схема подключения солнечной батареи: Схема подключения солнечных батарей: сборка системы с аккумулятором

Содержание

Как подключить солнечную батарею

Подключение солнечных панелей. Схема подключения солнечных батарей.

Солнечные батареи могут обеспечить электроэнергией в условиях, когда нет возможности подключения с сети электропитания.

В этой статье мы рассмотрим, как правильно подключить солнечную панель для питания бытовых электроприборов.

Как подключить солнечную батарею.

Самая простая схема подключения солнечной батареи состоит из элементов:

  • Солнечной панели.
  • Контроллера заряда аккумулятора.
  • Аккумулятора.
  • Инвертора.
  • Соединительных проводов.

Солнечные батареи.

При покупке солнечной панели следует знать, что солнечные панели бывают двух видов:

  • Поликристаллические.
  • Монокристаллические.

В чём же их отличие? Панели отличаются между собой по технологии производства так называемых солнечных элементов, из которых, и состоит солнечная панель.

У поликристаллической панели активная поверхность синего цвета, а у монокристаллической панели черного, с характерными углами.

Какая панель лучше?

Поликристалл однозначно лучше, так как он работает эффективнее при пасмурной погоде и слабом солнечном свете. Монокристаллические панели имеют меньшую площадь при одинаковых мощностях с поликристаллической панелью, поэтому в пасмурную погоду монокристаллические панели работают менее эффективно.

Наиболее чаще применяются 12 вольтовые панели, которые удобней адаптировать с 12 вольтовыми аккумуляторами. Обычно под значением 12V панель подразумевается 17V — 18V, это нужно для того чтобы когда панель в пасмурную погоду производит меньшее энергии она смогла компенсировать падение напряжения.

Солнечные панели при изготовлении уже имеют подключённые диоды Шоттки, которые защищают солнечные элементы от выхода из строя в момент, когда панель перестаёт генерировать электроэнергию и становится сама потребителем электроэнергии от аккумулятора.

Именно диод препятствует обратному протеканию электрического тока.

Контроллер заряда.

Контроллер заряда аккумулятора управляет процессом заряда и препятствует чрезмерному заряду и разряду аккумуляторной батареи.

Принцип работы контролера следующий. Когда панель генерирует электрический ток, аккумулятор заряжается. Когда напряжение на клеммах 12 V аккумулятора достигнет предельного значения 14 V, контроллер отключает зарядку.

Когда солнечная батарея не работает в ночное время, система работает от аккумулятора. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет нижней границы 11V, контроллер отключит его от системы, тем самым предотвратит его полный разряд. К контроллеру можно подключить потребителей постоянного тока 12V через соответствующие клеммы (обозначены рисунком лампочкой), например светодиоды для освещения помещения.

Аккумуляторная батарея.

 

В системе аккумуляторная батарея выполняет функцию аккумулятора электроэнергии, который подзаряжает солнечная панель. Для подключения в систему можно использовать любые свинцово-кислотные аккумуляторы, а также гелевые. В жилом помещении лучше использовать аккумуляторы закрытого типа. Обычно используются 12V автомобильные аккумуляторы.

Инвертор.

Инвертор — он же преобразователь напряжения, подключается к аккумулятору и получает на входе постоянное напряжение, обычно 12V, на выходе из инвертора мы уже получаем переменное напряжение синус 50гц, 220V, к которому можно подключать бытовые приборы, работающие от сети переменного тока 220V.

Кабель.

При монтаже стационарных солнечных панелей производители рекомендуют использовать специальный кабель, для подключения солнечных батарей, который имеет повышенную защиту изоляции от ультрафиолетовых лучей. Можно использовать обычный медный кабель с дополнительной защитой из гофры. Это касается только кабеля который идёт от панели к контроллеру, на всех остальных участках используется обычный медный кабель.

Схема подключения солнечных батарей.

Все комплектующие нужно подключать в строгой последовательности.

Сначала нужно с помощью медного кабеля подключить аккумулятор к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контроллере есть нарисованный значок аккумулятора.

Затем подключаем солнечную батарею к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контролере также нарисован значок солнечной батареи возле соответствующих контактов для подключения. Если нужно установить несколько панелей, то их подключают параллельно.

Следующий шаг – подключение инвертора к аккумулятору плюс – плюс, минус – минус.

При несоблюдении полярности при подключении контроллер может выйти из строя.

Схема работы солнечной батареи.

Солнечные панели монтируются на открытых не затенённых участках с направлением на юг, под углом 45° к горизонту. Можно установить панель на автоматическое поворотное устройство, которое постепенно поворачивается по направлению к солнцу в течение дня.

Солнечная батарея под воздействием солнечных лучей, вырабатывает напряжение, которое поступает на контроллер. В свою очередь контроллер даёт зарядку на аккумулятор, который подключён к инвертору.

На инвертор поступает постоянный ток, например 12V, на выходе инвертора мы получаем переменный ток 220V, на выход инвертора подключаются потребители электроэнергии – ноутбук, телевизор и пр.

Даже небольшая солнечная электростанция может обеспечить работу таких бытовых приборов как ноутбук, телевизор, зарядные устройства для телефонов, осветительных ламп, и прочих бытовых приборов с низкой мощностью.

Схема подключения солнечных батарей автономного электроснабжения загородного дома, дачи, коттеджа, катера, яхты, кемпера, автодома, АПК,..

Контроллер заряда аккумуляторных батарей обеспечивает только подзаряд (13,7 вольт)*.

Его включают в цепь при избытке солнечного света, отсутствии энергопотребления свыше 2-3 недель или недостаточной ёмкости аккумуляторных батарей (АКБ).

Помимо недостатков изложенных на странице «Рекомендации», коротко добавим:

Любое включение в схему дополнительных интегральных элементов удорожает её и повышает вероятность на отказ. Поэтому мы рекомендуем установить вместо контроллера заряда диод, или аналоговый коммутатор, который исключит разряд аккумуляторной батареи через солнечный модуль в тёмное время суток.

При подключении через диод, оставляя солнечную энергосистему на длительный срок, просто отключите одну или несколько солнечных батарей или увеличьте суммарную ёмкость АКБ, что предпочтительнее в любом случае, т.к. вся выработанная солнечными модулями энергия будет аккумулирована для дальнейшего использования.

Так же можно переключить часть солнечных батарей на полезную нагрузку, обогрев, вентиляцию..

 

Рассчитать ёмкость АКБ по формуле Wx4=E, где W — мощность солнечных батарей в Ватт, а Е — ёмкость АКБ в А/ч, не сложно.

При работе по данной формуле, заряд АКБ происходит до начала незначительного газообразования, что безобидно для аккумуляторных батарей.

Здесь уместно сравнение:

Если кофейник на медленном огне в скором времени выкипит, то бак будет постоянно в подогретом состоянии.

Аналогичная ситуация и с ёмкостью АКБ, только вместо тепла Вы аккумулируете энергию.

В случае применения контроллера заряда  избыточная энергия остаётся невостребованной, хотя и стоит дорого.

При систематическом энергопотреблении, такая ёмкость избыточна, хотя значительно повышает Вашу энергонезависимость, в случае длительного ненастья или полярной ночи.

Иными словами, чем больше суммарная ёмкость АКБ, тем больше электроэнергии будет использовано с пользой, а не на газообразование и нагрев АКБ.

Опасаться, что аккумуляторы будут находиться в перманентно разряженном состоянии излишне. Инвертор просто не допустит работу от разряженных ниже допустимого батарей.

Хотя если довести до абсурда, можно уровнять ток утечки АКБ с зарядным током солнечных батарей.

В каждом конкретном случае оптимальная ёмкость быстро и не сложно подбирается опытным путём. И зависит от индивидуального энергопотребления.

 

Система управления зарядом/разрядом аккумуляторных батарей необходима при использовании мощных схем автономного энергоснабжения, когда нет возможности дальнейшего увеличения ёмкости аккумуляторных батарей.

 

 В предложенной схеме рекомендуем использовать 4-х позиционное гнездо прикуривателя марки «Carpoint» (на фото), со светодиодной индикацией состояния системы (недозаряд/норма/перезаряд).

Помимо функции визуального контроля, удобно для подключения автоаксессуаров (радиостанции, з/у телефона, светильника и пр.).

 

Регулярно обращаем внимание наших клиентов на нецелесообразность применения новых стартерных аккумуляторных батарей (подробнее на странице энергосбережение).

Учитывая статичное (без вибраций) использование и «мягкий», тренировочный режим заряд/разряд, пластины не осыпаются и свинцовые АКБ служат ещё несколько лет после снятия с транспортного средства.

Идеален вариант применения щелочных, тяговых аккумуляторов.

Используя старые АКБ, вы экономите собственные средства, вносите вклад в экологию и экономику (нет необходимости в производстве новых АКБ).

Некоторые наши клиенты устанавливают непригодные к эксплуатации АКБ в солнечную энергосистему, а после десульфатации пластин возвращают обратно на автомобиль.

* Необходимое конечное напряжение зарядного устройства для 100% заряда АКБ составляет 16,2 вольт. Напряжение контроллера заряда в форсированном режиме соответствует 14,3 вольт, что не позволяет произвести 100% заряд аккумуляторных батарей.

 

Всё вышеизложенное не освобождает Вас от чтения инструкции по применению на конкретный электроприбор!

Подключение солнечных батарей к сети

Мы задали вопрос о возможности подключения солнечных батарей частными лицами на сайте ВладимирЭнерго . Ответили быстро, через 2 дня. Ответ хотя и содержит противоречия, но весьма интересный и обнадеживающий.

Вопрос звучал так: Сообщите о возможности и порядке подключения солнечных батарей, установленных в частном доме, к электрическим сетям.

Вот такой получен ответ:

На Ваше письменное обращение на сайт филиала <Владимирэнерго> ОАО <МРСК Центра и Приволжья> от 23.01.2014г. сообщаю следующее.

Всё зависит от планируемого соотношения потребляемой и вырабатываемого Вашим электрооборудованием мощности.

В случае если суммарная мощность Ваших солнечных батарей, а также совокупная вырабатываемая ими электроэнергия за месяц значительно меньше суммарного объёма потребления установленного у Вас электрооборудования, это означает, что во внешнюю сеть Вы отдавать электроэнергию не будете. В этом случае никаких дополнительных согласований не требуется.

В случае если Вы собираетесь установить значительное количество генерирующего оборудования, Вам необходимо пройти полную процедуру заключения договора на технологическое присоединение генерирующего оборудования к сетям передачи электроэнергии сетевой организации, а также заключить договор купли-продажи выработанной Вами электроэнергии с энергосбытовой организацией (по этому договору энергосбытовая компания будет приобретать электроэнергию у Вас).

Среди прочего, необходимо учесть следующие вещи:

  1. Энергосбытовая компания будет приобретать у Вас электроэнергию не по конечной цене, а по цене генерации (без транспортной составляющей сетевой организации и энергосбытовой надбавки), примерно в 2 раза дешевле розничной цены.
  2. Подавляющее большинство бытовых однофазных электросчётчиков учитывает проходящую через них электроэнергию без учёта знака. То есть, выработанная Вашим оборудованием электроэнергия будет идти в счёт Вашего потребления, Вы за неё будете ещё и доплачивать. Двунаправленных однофазных электронных приборов учёта электроэнергии, сертифицированных для применения на территории РФ, в настоящее время нет. Однако есть индукционные счётчики, удовлетворяющие современным требованиям к классу точности ПУ (не ниже 2.0 для бытовых потребителей), которые учитывают электроэнергию только в одну сторону (ПУ со стопорным механизмом, в этом случае Вы «дарите» сетевой организации выработанные Вашим генерирующим оборудованием излишки энергии), либо при прохождении электроэнергии в обратном направлении счётчик также вращается в обратном направлении (ПУ без стопорного механизма, сейчас практически не продаются). Для корректного учёта электроэнергии в двух направлениях, возможно, потребуется установка трёхфазного четырёхканального профильного прибора учёта электроэнергии. По требованию энергосбытовой организации, у него, возможно, должен быть дистанционный доступ.
  3. При Вашем обращении по заключению договора технологического присоединения с сетевой организацией, возможно, выяснится потребность в установке дополнительного оборудования на питающую подстанцию сетевой организации (Блоки защит, синхронизатор, БСК, и т.д.). Будьте готовы, что стоимость их приобретения и монтажа войдёт в стоимость договора технологического присоединения.
  4. Обычно для присоединения малых солнечных батарей к домашней электросети используются сетевые синхронизирующие инверторы (Grid tie inverter) различной мощности. Такие приборы, произведённые различными фирмами, имеют разное качество. Некоторые недорогие инверторы снижают качество электроэнергии в сети, внося искажения в спектр сетевой составляющей, а также сдвигая фазы тока относительно фазы напряжения. Необходимо помнить о соблюдении качества вырабатываемой электроэнергии по спектральной чистоте и соотношению активной и реактивной мощности. Благодарю Вас за обращение.

Соединение батарей

Категория: Поддержка по альтернативной энергии
Опубликовано 21.08.2016 16:31
Автор: Abramova Olesya

Наши сотрудники регулярно предоставляют консультации на предмет установки солнечных электростанций различных типов, а также компания Best Energy предоставляет полный комплекс услуг для установки солнечной электростанции «под ключ». Реже бывает применение автономной системы электроснабжения на основе солнечных батарей для автомобильного транспорта и недавно к нашим специалистам поступил интересный вопрос о том, как правильно соединить две солнечные батареи разной мощности: последовательно или параллельно? Ответ на этот вопрос было принято решение опубликовать на сайте в разделе поддержки по продукции альтернативных источников энергии, доработав его в полноценный формат статьи.

Схемы соединения солнечных батарей

Всего существует три схемы соединения солнечных панелей, которые могут применяться: параллельное, последовательное и параллельно-последовательное. В зависимости от мощности солнечной электростанции и напряжения постоянного тока может применяться одна из выбранных схем. Остановимся подробнее на каждой и опишем принцип работы.

Параллельное соединение солнечных панелей

Данная схема подходит для тех случаев, когда необходимо оставить напряжение на одном уровне, но повысить мощность солнечного PV-массива. Приведем пример на двух солнечных панелях мощность 100В с напряжением 12В. Соединение происходит путем подключения положительных соединений в одну группу, а отрицательных выводов – во вторую группу. Такими образом, напряжение остается прежним 12В, а мощность возрастает до 200 Вт.

Рисунок 1. Параллельное соединение солнечных панелей (12В 200Вт).

Последовательное соединение солнечных панелей

Последовательное соединение применяется в тех ситуациях, когда необходимо поднять уровень напряжения, но зафиксировать мощность на одном уровне. На схеме отражено соединение двух солнечных панелей мощностью 100Вт с напряжением 12В, когда в итоге получаем солнечный PV-массив 24В 100Вт.

Рисунок 2. Последовательное соединение солнечных панелей (24В 100Вт).

Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей

Более сложной схемой соединения солнечных батарей будет параллельно-последовательный тип. Зачастую подобная схема применяется для относительно мощных солнечных массивов. Применение этой схемы дает возможность как поднять номинальное напряжение соединенных панелей, так и увеличить мощность. На примере показано, как можно соединить четыре панели с напряжением 12В и мощностью 100Вт. После соединения получаем солнечный PV-массив с напряжением 24В и мощностью 200Вт.

Рисунок 3. Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей (24В 200Вт).

Соединение солнечных батарей разной мощности

Когда требуется соединить вместе солнечные батареи разной мощности, то может применяться две вышеописанные схемы: параллельная и последовательная. Однако необходимо учитывать возможности применяемого MPPT-контроллера. Так, чтобы подключить батареи параллельно, максимальный выходной ток должен соответствовать току MPPT-контроллера и наоборот, для соединения разных по мощности солнечных модулей последовательно, MPPT-контроллер обязательно должен иметь более высокое рабочее напряжение, чем сумма напряжения холостого хода двух модулей.

Рисунок 4. Параллельное и последовательной соединение солнечных панелей разной мощности.

Как видно по приведенным расчетам, производительность выше на 5,5% при последовательном соединении. Рекомендуем использовать этот вариант.

Внимание! Соединение солнечных батарей разной мощности несколько снижает производительность MPPT-контроллера и делает болеет трудным поиск точки максимальной мощности, но такая система также будет нормально работать при необходимости.

Заключение

Сегодня было рассмотрено то, как правильно и эффективно соединять фотоэлектрические панели. Но если остались вопросы, наши специалисты по альтернативной энергетике проведут необходимые консультации.

Как подключить солнечные батареи

ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ. ПРОДАЖА, УСТАНОВКА И ОБСЛУЖИВАНИЕ.

 Батареи, работающие от солнца и необходимые для получения электроэнергии, обрели очень широкую популярность и востребованность. Это является отличным вариантом, как максимально использовать энергию Солнца, извлекая пользу и получая производительность.

Существует большое разнообразие солнечных батарей, которые различны друг от друга размерами, мощностью, габаритами и функциональностью, конструкцией. Но принцип и свойства они имеют одинаковые.

За последнее десятилетие, солнечные батареи перестали удивлять, и стали нормой и самым обычным и ничем не примечательным явлением. Это экологически чистый вариант получения энергии, что и привлекает многих потребителей. Такой вариант использования солнечной энергии является очень полезным, благонадежным, перспективным и самое главное – безопасным.

Как подключить солнечные батареи

Принцип подключения солнечной батареи зависит от многих нюансов. И прежде это то, какова предполагается нагрузка, контролирующие устройство зарядки, а также вспомогательные источники тока.

Если вы решили использовать солнечные батареи, как подключить их – это главный вопрос. Лучшим вариантом, который практически идеальный во всех случаях, является размещение нескольких батарей в одной плоскости. В таком случае, проблемы с подключением практически исключены, и равняются нулю. В противном случае, когда батареи размещаются в разных плоскостях, их работа отличается. Одни будут освещаться больше, а другие меньше. Это и влияет на их мощность и генерацию энергии. Для того, чтобы максимально снизить какие-то потери, нужно поставить контролер на каждую батарею. Он и будет отвечать за регулировку.

  • Также, отличным вариантом будет использовать отсекающие диоды. С их помощью, вы получаете в результате наибольший показатель мощности. Кроме того, пластины не будут греться.
  • Обязательно помните о контроллере заряда. Это специальное устройство применяемое в гибридных или автономных системах, которое отвечает за равномерное распределение электрической энергии. Важно следить за тем, чтобы данный элемент всегда был исправным.
  • Контроллеры бывают нескольких видов. Но, не зависимо от того, какому вы отдадите предпочтение, это послужит гарантией качественного и удобного режима работы, который осуществляет солнечная батарея.
  • Стоит заметить, если к схеме подсоединены другие источники электроенергии, то вы будете получать намного большую надежность электро обеспечения. Тогда, схема подключения будет сложнее, чем в предыдущем варианте.
  • Непременно обращайте особое внимание на то, чтобы у разных источников энергии было одинаковое напряжение. Тогда, вы сможете избежать всевозможных проблем, которые могут возникнуть.

Существует очень много способов, как подключить солнечные батареи. Но самым главным здесь можно выделить точный расчет нагрузки, настройку  контроллера заряда, и сам инвертор – именно он забирает энергию у источников, которая в дальнейшем перерабатывается.

Помните, если вы подключаете большое количество источников, то схема подключения будет сложнее и сложнее. Тогда, вам следует обратить внимание на надежность системы (если ее вам кажется недостаточно, то, непременно, усильте ее), все характеристики источников, которые применяются для выработки энергии.

Популярное: солнечные батареи

Самые распространенные схемы систем на основе солнечных батарей

Схемы систем на основе солнечных батарей


Схема №1. Автономный объект (солнечные батареи с аккумуляторами) Солнечные батареи единственный источник.

В данной схеме для накопления энергии используются аккумуляторы. С помощью него, можно использовать накопленую энергию в то время, когда нет солнца или ветер.

Схема №2. Автономный объект (солнечные батареи с аккумуляторами) + дизель-(бензо-)генератор. При отсутствии солнца и разряде аккумуляторов питание подается от резервного генератора.

Схема №3. Коммутация с сетью(солнечные батареи с аккумуляторами). Система работает параллельно с сетью. Может использоваться как в основная, так и в виде резервной. АВР дает возможность переключать с панелей на сеть при отсутствии солнца и разряде аккумуляторов, либо наоборот — переключать на солнечные батареи и аккумуляторы когда отключается электричество в сети.

Схема №4. Коммуникация с сетью (солнечные батареи без аккумуляторов). Вся выработанная от энергия продается в общую сеть по специальному высокому тарифу через счетчик. Вы пользуетесь электроэнергией из общей сети по стандартному тарифу. По итогам месяца оплату производит тот, кто в денежном эквиваленте потребил больше — Вы по обычному тарифу, либо электрокомпания(Облэнерго), которая купила у Вас электроэнергию по высокому тарифу. Как показывает практика — в основном оплату производит электрокомпания(Облэнерго). Продажа электричества от солнечных батарей для дома будет дополнительным доходом для вашего дома. Украина как никогда нуждается в диверсификации источников энергии, и даже одна панель вашего дома приблизит страну к энергетической независимости. Более подробно в разделе «Зеленый» тариф.

Схема №5. Сочетание ветрового источника и солнечных панелей. Специальный контролер производит коммуникацию электроэнергии выработанной от панелей и ветряка.

Схема №6. Увеличение мощности системы солнечных батарей. Соединение нескольких комплектов  для увеличения мощности системы.

Все системы солнечных батарей являются универсальными с возможностью компоновки различных источников для любой мощности и длительности непрерывной работы. Для каждого случая наши инженеры разрабатывают индивидуальный проект компоновки  электростанции , для наилучшего решения поставленных задач.